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1[7급 국가직 회로이론] 24년 1회차
선형 시불변 시스템의 입력신호와 출력신호가 각각 x(t)=e−tu(t)x(t)=e^{-t}u(t), y(t)=10e−tcos⁡(4t)u(t)y(t)=10e^{-t}\cos(4t)u(t)이다. 이 시스템의 임펄스 응답은? (단, δ(t)\delta(t)와 u(t)u(t)는 각각 단위임펄스함수와 단위계단함수이다)
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10δ(t)−40e−tsin⁡(4t)u(t)10\delta(t)-40e^{-t}\sin(4t)u(t)
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16δ(t)−40e−4tsin⁡(t)u(t)16\delta(t)-40e^{-4t}\sin(t)u(t)
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10δ(t)+40e−tsin⁡(4t)u(t)10\delta(t)+40e^{-t}\sin(4t)u(t)
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16δ(t)+40e−4tsin⁡(t)u(t)16\delta(t)+40e^{-4t}\sin(t)u(t)
해설

임펄스 응답은 10δ(t)−40e−tsin⁡(4t)u(t)10\delta(t)-40e^{-t}\sin(4t)u(t)이다.

X(s)=1s+1X(s)=\dfrac{1}{s+1}, Y(s)=10(s+1)(s+1)2+16Y(s)=\dfrac{10(s+1)}{(s+1)^2+16}이므로
H(s)=Y(s)X(s)=10(s+1)2(s+1)2+16H(s)=\dfrac{Y(s)}{X(s)}=\dfrac{10(s+1)^2}{(s+1)^2+16}

H(s)=10−160(s+1)2+16=10−40⋅4(s+1)2+16H(s)=10-\dfrac{160}{(s+1)^2+16}=10-40\cdot\dfrac{4}{(s+1)^2+16}
역변환하면 h(t)=10δ(t)−40e−tsin⁡(4t)u(t)h(t)=10\delta(t)-40e^{-t}\sin(4t)u(t)

  • 10δ(t)+40e−tsin⁡(4t)u(t)10\delta(t)+40e^{-t}\sin(4t)u(t)는 나머지항의 부호가 반대이다.
  • 16δ(t)−40e−4tsin⁡(t)u(t)16\delta(t)-40e^{-4t}\sin(t)u(t)는 감쇠 지수와 진동 주파수를 뒤바꾼 것으로, 출력의 e−tcos⁡(4t)e^{-t}\cos(4t)와 맞지 않는다.
  • 16δ(t)+40e−4tsin⁡(t)u(t)16\delta(t)+40e^{-4t}\sin(t)u(t)는 지수·주파수뿐 아니라 임펄스 계수(H(∞)=10H(\infty)=10)와 부호도 틀렸다.

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